动态性能
系统在动态过程中所表现出的性质、特点及功能情况(性能)
动态性能是指系统在动态过程中所表现出的性质、特点及功能情况(
性能
)。
基本概念
动态和稳态
控制系统
正常运作中的两种状态为动态和稳态。
对于
定值控制系统
,当控制系统没有输入(包括扰动)变化时,整个系统最终达到平衡态,即系统中各个环节暂不动作,输出相对静止,这种状态被称为稳态。
当处于稳态的系统接收到扰动,稳态被破坏,各个环节开始动作,输出量发生变化,一直到建立下一次稳态之间的过程称为动态。
动态过程
动态过程又称过渡过程或瞬态过程,指系统在典型输入信号作用下,其输出量从初始状态到最终状态的响应过程。
动态性能
动态性能指系统在动态过程中表现出的性质、特点及功能情况。
稳态性能
稳态过程指系统在典型输入信号作用下,当时间t趋于无穷时,系统输出量的表现方式。在稳态下系统表现出的性能称为稳态性能。
典型输入信号
典型输入信号
是指根据系统常遇到的输入信号形式,在数学描述上加以理想化的一些基本输入信号(函数)。包括:
单位阶跃函数
、
单位斜坡函数
、单位加速度函数(抛物线函数)、
单位脉冲函数
以及
正弦信号
等。
随机信号
实际控制系统中有些输入信号是随机的,无法用典型输入信号代替,这种情况下需要采用随机过程理论进行处理。
内涵及拓展
性能指标
描述稳定系统在稳态下受到单位阶跃输入作用,动态过程随时间t变化状况的指标称为动态性能指标。
如概述图所示,动态性能指标主要包括:
除了以上此类单项性能指标,还有系统综合性能指标,主要采取积分的形式进行体现。
对于性能评价,上升时间和峰值时间可以评价系统响应速度,超调量可以评价系统阻尼程度,调节时间反映响应速度和阻尼程度的综合情况,衰减比一般在4:1到10:1之间。
实际选取时,要统筹具体工艺和系统全况,提出合理的控制要求。一般性能指标会有相互矛盾的地方,需要进行折中处理,在准确性、快速性和稳定性之间进行权衡以及合理的取舍。
参考资料
最新修订时间:2024-07-01 12:06
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